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三七连作障碍形成机制及优质生产技术 版权信息
- ISBN：9787030735737
- 条形码：9787030735737 ; 978-7-03-073573-7
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
三七连作障碍形成机制及优质生产技术 内容简介
本书共8章，内容突出三七种植障碍的形成机理及克服种植障碍的关键技术介绍。主要包括：三七生物学特性、三七种植障碍形成机理、种植环境对三七种植障碍形成的影响、克服种植障碍的关键技术、利用仿生栽培克服种植障碍关键技术的构建及实践等内容。本专著既包括三七种植障碍形成的基本原理，又包括开展优质生态种植的关键技术及实践，有助于读者了解作物连作障碍形成的基本原理，也为开展作物生态种植提供关键技术参考。
三七连作障碍形成机制及优质生产技术 目录
目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 中药材产业发展现状 1
1.2 中药材生产面临的问题 2
1.2.1 中药材规模化种植导致连作障碍严重发生 2
1.2.2 中药材规模化种植导致病虫危害严重 2
1.2.3 盲目追求高产的栽培方式导致药材质量不佳、药效降低 3
1.2.4 中药材不规范种植导致污染加重、安全性降低 3
1.3 中药材连作障碍形成的原因 4
1.3.1 中药材连作障碍形成的生态学成因 4
1.3.2 中药材遗传改良不足，导致连作障碍严重 7
1.3.3 中药材种植追求高产而忽视品质 12
1.4 克服中药材连作障碍的基本思路 14
1.5 三七连作障碍及解决思路 16
1.5.1 三七药用和经济价值 16
1.5.2 三七连作障碍成因研究进展 17
1.5.3 三七连作障碍解决思路及实践 18
参考文献 21
第2章 三七生物学特性 26
2.1 三七生长发育规律 26
2.1.1 种子期及其发育特征 26
2.1.2 幼苗期及其发育特征 26
2.1.3 成株期及其发育特征 26
2.1.4 壮年期及其发育特征 27
2.2 三七基因组特征 27
2.3 三七药效成分及形成规律 30
2.4 三七生长对环境的要求 32
2.4.1 三七生长对光照的要求 32
2.4.2 三七生长对温度的要求 33
2.4.3 三七生长对水分的要求 34
2.4.4 三七生长对肥料的要求 36
2.5 三七的区域分布 36
参考文献 37
第3章 三七连作障碍形成机制 40
3.1 三七连作障碍的发生及危害 40
3.2 作物连作障碍的研究进展 40
3.3 三七连作障碍由生物和非生物因子共同导致 41
3.4 三七根腐病菌侵染与连作障碍形成的关系 41
3.5 三七根系代谢物的分泌和积累与三七连作障碍形成的关系 42
3.5.1 三七连作障碍由土壤中生物和非生物因子共同导致 42
3.5.2 酚酸类自毒物质是导致三七连作障碍的重要非生物因子 43
3.5.3 三七根系代谢的皂苷类物质与连作障碍形成的关系 46
3.5.4 三七根际代谢物会加重根腐病发生严重程度 61
3.6 土壤养分失衡会加重三七连作障碍的发生 70
3.7 三七生长过程中非生物胁迫与连作障碍的关系 85
3.7.1 土壤水分胁迫能加剧连作障碍的发生 85
3.7.2 光照对三七连作障碍发生的影响 88
3.7.3 温度对三七连作障碍发生的影响 89
参考文献 91
第4章 三七病害发生流行规律及生态防控关键技术原理和应用 97
4.1 三七主要病害发生流行规律 97
4.1.1 三七圆斑病病原特征及发生流行规律 97
4.1.2 三七黑斑病病原特征及发生流行规律 112
4.1.3 三七根腐病病原特征及发生流行规律 115
4.1.4 其他三七主要病害及病原菌 124
4.2 调控环境因子控制三七主要病害的效果及机制 131
4.2.1 光照调控对三七主要病害的影响 131
4.2.2 光照调控对三七主要病害的控制机制 132
4.2.3 温度调控对三七主要病害的影响 132
4.2.4 温度调控对三七主要病害的控制机制 133
4.2.5 水分调控对三七主要病害的影响 133
4.2.6 水分调控对三七主要病害的控制机制 136
4.3 三七病害生态控制关键技术及应用 141
4.3.1 环境调控（避雨、控湿、控温）病害防治关键技术 141
4.3.2 环境消毒关键技术 143
4.3.3 化学防控 143
4.3.4 生物防治 144
参考文献 145
第5章 三七害虫生态防控原理及关键技术应用 149
5.1 三七主要害虫种类及主要种类的发生危害规律 149
5.1.1 三七害虫种类 149
5.1.2 三七主要害虫的发生危害规律 158
5.2 三七害虫生态防控原理及技术 162
5.2.1 三七害虫生态防控原理 162
5.2.2 三七主要害虫的生态防控技术 171
5.3 三七全生育期主要害虫的防治历 173
参考文献 174
第6章 三七品质形成机制及调控 176
6.1 三七品质调控的基本理论基础 176
6.1.1 植物次生代谢产物的功能 176
6.1.2 植物次生代谢途径的激发 176
6.1.3 三七次生代谢产物的研究进展 178
6.1.4 三七次生代谢产物调控的理念和方法 179
6.2 三七品质形成的分子基础 179
6.2.1 三七基因组分析及皂苷合成关键路径研究 179
6.2.2 三七品质形成的分子基础 180
6.3 三七品质的影响因素 181
6.3.1 土壤养分对三七品质形成的影响 181
6.3.2 水分对三七品质形成的影响 186
6.3.3 光照对三七品质形成的影响 186
6.3.4 微生物对三七品质形成的影响 187
参考文献 201
第7章 三七生态种植关键技术参数的确定及验证 204
7.1 三七生长环境参数的优化及验证 204
7.1.1 光照参数的优化及应用 204
7.1.2 温度参数的优化及应用 206
7.1.3 土壤水分参数的优化及应用 207
7.2 土壤理化性质关键参数优化及验证 209
7.2.1 土壤质量控制关键参数 209
7.2.2 土壤理化性质参数及应用 211
7.3 三七栽培管理技术关键参数构建及应用 216
7.3.1 种子和种苗健康处理 216
7.3.2 三七种子播种密度参数的优化和验证 221
7.3.3 三七种苗移栽密度参数的优化和验证 226
7.3.4 三七肥料施用参数的优化和验证 227
7.4 土壤处理和修复关键参数的优化及验证 231
7.4.1 克服连作障碍方法的启示 231
7.4.2 土壤处理关键技术参数的优化及验证 236
7.5 克服三七连作障碍的综合处理措施 248
7.5.1 蒸汽处理+养分修复+生物炭添加+有益微生物修复 249
7.5.2 蒸汽处理+养分修复+自然土壤微生物植入法 255
7.5.3 土壤化学处理+养分平衡+微生物修复综合处理及示范 261
7.5.4 辣根素处理结合微生物修复缓解连作障碍的效果 262
参考文献 263
第8章 三七农田生态种植关键技术体系及应用 271
8.1 三七生态种植区域选择 271
8.2 三七种植基地环境选择 272
8.3 三七种植土壤选择 273
8.3.1 物理指标 273
8.3.2 化学指标 273
8.3.3 三七种植土壤环境质量控制标准 273
8.3.4 土壤前茬作物选择 274
8.3.5 土壤化感物质含量控制 274
8.3.6 土壤有害生物种类控制标准 275
8.4 三七种苗健康繁育 275
8.4.1 三七种苗繁育区域选择 275
8.4.2 选地、整地和土壤处理 275
8.4.3 三七育苗设施建设——遮阴避雨棚 276
8.4.4 三七种子生态繁育和处理 277
8.4.5 三七播种 277
8.4.6 三七育苗基地光照管理 278
8.4.7 三七育苗基地温度控制 279
8.4.8 三七种苗水分管理 279
8.4.9 三七种苗肥料管理 279
8.4.10 三七种苗采挖 280
8.4.11 三七种苗分级 280
8.4.12 三七种苗伤口处理 281
8.4.13 三七种苗运输 281
8.5 三七大田生态栽培 281
8.5.1 商品三七种植区域选择 281
8.5.2 选地、整地和土壤处理 281
8.5.3 三七棚建设——遮阴避雨棚 281
8.5.4 移栽定植 282
8.5.5 光照管理 282
8.5.6 温度管理 283
8.6 三七水分管理 284
8.6.1 三七播种/移栽后至出苗前水分管理（12月～翌年3月） 284
8.6.2 三七出苗后至雨季来临前水分管理（4～6月） 284
8.6.3 雨季水分管理（6～10月） 284
8.7 三七肥料管理 285
8.8 三七花果管理 286
8.8.1 摘蕾 286
8.8.2 果实管理 286
8.9 三七病害生态防控技术 286
8.9.1 主要防治对象和发生流行规律 286
8.9.2 防治原则 286
8.9.3 主要防治方法 287
8.10 三七虫害生态防控技术 288
8.10.1 三七害虫发生及种类 288
8.10.2 三七害虫防治原则 288
8.10.3 三七害虫的控制措施 288
8.11 三七杂草生态控制 290
8.11.1 三七草害的发生特点 291
8.11.2 三七草害的防治 291
8.12 三七鼠害生态控制 297
8.12.1 三七地鼠害发生的特点 298
8.12.2 三七地鼠害防治的原则 298
8.12.3 三七地鼠害防治的决策 298
8.12.4 三七地鼠害防治技术 299
8.13 三七的采收和加工 303
8.13.1 三七花的采收和加工 303
8.13.2 三七种子的采收和加工 304
8.13.3 三七茎叶的采收和加工 305
8.13.4 三七地下部分的采收 305
参考文献 306
第9章 三七连作障碍研究方法 308
9.1 植物-土壤反馈效应评价 308
9.1.1 研究背景 308
9.1.2 研究目的 308
9.1.3 仪器设备 309
9.1.4 常用试剂 309
9.1.5 研究方法 309
9.2 三七根系形态学测定 310
9.2.1 研究目的 310
9.2.2 仪器设备 310
9.2.3 研究方法 310
9.3 三七组织培养 310
9.3.1 研究背景 310
9.3.2 研究目的 311
9.3.3 仪器设备 311
9.3.4 常用试剂 311
9.3.5 研究方法 311
9.4 三七生理学测定方法 313
9.4.1 三七根系相关酶活性的测定 313
9.4.2 三七光合参数的测定 314
9.5 三七基因组学研究方法 316
9.5.1 研究背景 316
9.5.2 研究目的 316
9.5.3 研究方法 316
9.6 转录组学 320
9.6.1 转录组的定义 320
9.
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 中药材产业发展现状 1
1.2 中药材生产面临的问题 2
1.2.1 中药材规模化种植导致连作障碍严重发生 2
1.2.2 中药材规模化种植导致病虫危害严重 2
1.2.3 盲目追求高产的栽培方式导致药材质量不佳、药效降低 3
1.2.4 中药材不规范种植导致污染加重、安全性降低 3
1.3 中药材连作障碍形成的原因 4
1.3.1 中药材连作障碍形成的生态学成因 4
1.3.2 中药材遗传改良不足，导致连作障碍严重 7
1.3.3 中药材种植追求高产而忽视品质 12
1.4 克服中药材连作障碍的基本思路 14
1.5 三七连作障碍及解决思路 16
1.5.1 三七药用和经济价值 16
1.5.2 三七连作障碍成因研究进展 17
1.5.3 三七连作障碍解决思路及实践 18
参考文献 21
第2章 三七生物学特性 26
2.1 三七生长发育规律 26
2.1.1 种子期及其发育特征 26
2.1.2 幼苗期及其发育特征 26
2.1.3 成株期及其发育特征 26
2.1.4 壮年期及其发育特征 27
2.2 三七基因组特征 27
2.3 三七药效成分及形成规律 30
2.4 三七生长对环境的要求 32
2.4.1 三七生长对光照的要求 32
2.4.2 三七生长对温度的要求 33
2.4.3 三七生长对水分的要求 34
2.4.4 三七生长对肥料的要求 36
2.5 三七的区域分布 36
参考文献 37
第3章 三七连作障碍形成机制 40
3.1 三七连作障碍的发生及危害 40
3.2 作物连作障碍的研究进展 40
3.3 三七连作障碍由生物和非生物因子共同导致 41
3.4 三七根腐病菌侵染与连作障碍形成的关系 41
3.5 三七根系代谢物的分泌和积累与三七连作障碍形成的关系 42
3.5.1 三七连作障碍由土壤中生物和非生物因子共同导致 42
3.5.2 酚酸类自毒物质是导致三七连作障碍的重要非生物因子 43
3.5.3 三七根系代谢的皂苷类物质与连作障碍形成的关系 46
3.5.4 三七根际代谢物会加重根腐病发生严重程度 61
3.6 土壤养分失衡会加重三七连作障碍的发生 70
3.7 三七生长过程中非生物胁迫与连作障碍的关系 85
3.7.1 土壤水分胁迫能加剧连作障碍的发生 85
3.7.2 光照对三七连作障碍发生的影响 88
3.7.3 温度对三七连作障碍发生的影响 89
参考文献 91
第4章 三七病害发生流行规律及生态防控关键技术原理和应用 97
4.1 三七主要病害发生流行规律 97
4.1.1 三七圆斑病病原特征及发生流行规律 97
4.1.2 三七黑斑病病原特征及发生流行规律 112
4.1.3 三七根腐病病原特征及发生流行规律 115
4.1.4 其他三七主要病害及病原菌 124
4.2 调控环境因子控制三七主要病害的效果及机制 131
4.2.1 光照调控对三七主要病害的影响 131
4.2.2 光照调控对三七主要病害的控制机制 132
4.2.3 温度调控对三七主要病害的影响 132
4.2.4 温度调控对三七主要病害的控制机制 133
4.2.5 水分调控对三七主要病害的影响 133
4.2.6 水分调控对三七主要病害的控制机制 136
4.3 三七病害生态控制关键技术及应用 141
4.3.1 环境调控（避雨、控湿、控温）病害防治关键技术 141
4.3.2 环境消毒关键技术 143
4.3.3 化学防控 143
4.3.4 生物防治 144
参考文献 145
第5章 三七害虫生态防控原理及关键技术应用 149
5.1 三七主要害虫种类及主要种类的发生危害规律 149
5.1.1 三七害虫种类 149
5.1.2 三七主要害虫的发生危害规律 158
5.2 三七害虫生态防控原理及技术 162
5.2.1 三七害虫生态防控原理 162
5.2.2 三七主要害虫的生态防控技术 171
5.3 三七全生育期主要害虫的防治历 173
参考文献 174
第6章 三七品质形成机制及调控 176
6.1 三七品质调控的基本理论基础 176
6.1.1 植物次生代谢产物的功能 176
6.1.2 植物次生代谢途径的激发 176
6.1.3 三七次生代谢产物的研究进展 178
6.1.4 三七次生代谢产物调控的理念和方法 179
6.2 三七品质形成的分子基础 179
6.2.1 三七基因组分析及皂苷合成关键路径研究 179
6.2.2 三七品质形成的分子基础 180
6.3 三七品质的影响因素 181
6.3.1 土壤养分对三七品质形成的影响 181
6.3.2 水分对三七品质形成的影响 186
6.3.3 光照对三七品质形成的影响 186
6.3.4 微生物对三七品质形成的影响 187
参考文献 201
第7章 三七生态种植关键技术参数的确定及验证 204
7.1 三七生长环境参数的优化及验证 204
7.1.1 光照参数的优化及应用 204
7.1.2 温度参数的优化及应用 206
7.1.3 土壤水分参数的优化及应用 207
7.2 土壤理化性质关键参数优化及验证 209
7.2.1 土壤质量控制关键参数 209
7.2.2 土壤理化性质参数及应用 211
7.3 三七栽培管理技术关键参数构建及应用 216
7.3.1 种子和种苗健康处理 216
7.3.2 三七种子播种密度参数的优化和验证 221
7.3.3 三七种苗移栽密度参数的优化和验证 226
7.3.4 三七肥料施用参数的优化和验证 227
7.4 土壤处理和修复关键参数的优化及验证 231
7.4.1 克服连作障碍方法的启示 231
7.4.2 土壤处理关键技术参数的优化及验证 236
7.5 克服三七连作障碍的综合处理措施 248
7.5.1 蒸汽处理+养分修复+生物炭添加+有益微生物修复 249
7.5.2 蒸汽处理+养分修复+自然土壤微生物植入法 255
7.5.3 土壤化学处理+养分平衡+微生物修复综合处理及示范 261
7.5.4 辣根素处理结合微生物修复缓解连作障碍的效果 262
参考文献 263
第8章 三七农田生态种植关键技术体系及应用 271
8.1 三七生态种植区域选择 271
8.2 三七种植基地环境选择 272
8.3 三七种植土壤选择 273
8.3.1 物理指标 273
8.3.2 化学指标 273
8.3.3 三七种植土壤环境质量控制标准 273
8.3.4 土壤前茬作物选择 274
8.3.5 土壤化感物质含量控制 274
8.3.6 土壤有害生物种类控制标准 275
8.4 三七种苗健康繁育 275
8.4.1 三七种苗繁育区域选择 275
8.4.2 选地、整地和土壤处理 275
8.4.3 三七育苗设施建设——遮阴避雨棚 276
8.4.4 三七种子生态繁育和处理 277
8.4.5 三七播种 277
8.4.6 三七育苗基地光照管理 278
8.4.7 三七育苗基地温度控制 279
8.4.8 三七种苗水分管理 279
8.4.9 三七种苗肥料管理 279
8.4.10 三七种苗采挖 280
8.4.11 三七种苗分级 280
8.4.12 三七种苗伤口处理 281
8.4.13 三七种苗运输 281
8.5 三七大田生态栽培 281
8.5.1 商品三七种植区域选择 281
8.5.2 选地、整地和土壤处理 281
8.5.3 三七棚建设——遮阴避雨棚 281
8.5.4 移栽定植 282
8.5.5 光照管理 282
8.5.6 温度管理 283
8.6 三七水分管理 284
8.6.1 三七播种/移栽后至出苗前水分管理（12月～翌年3月） 284
8.6.2 三七出苗后至雨季来临前水分管理（4～6月） 284
8.6.3 雨季水分管理（6～10月） 284
8.7 三七肥料管理 285
8.8 三七花果管理 286
8.8.1 摘蕾 286
8.8.2 果实管理 286
8.9 三七病害生态防控技术 286
8.9.1 主要防治对象和发生流行规律 286
8.9.2 防治原则 286
8.9.3 主要防治方法 287
8.10 三七虫害生态防控技术 288
8.10.1 三七害虫发生及种类 288
8.10.2 三七害虫防治原则 288
8.10.3 三七害虫的控制措施 288
8.11 三七杂草生态控制 290
8.11.1 三七草害的发生特点 291
8.11.2 三七草害的防治 291
8.12 三七鼠害生态控制 297
8.12.1 三七地鼠害发生的特点 298
8.12.2 三七地鼠害防治的原则 298
8.12.3 三七地鼠害防治的决策 298
8.12.4 三七地鼠害防治技术 299
8.13 三七的采收和加工 303
8.13.1 三七花的采收和加工 303
8.13.2 三七种子的采收和加工 304
8.13.3 三七茎叶的采收和加工 305
8.13.4 三七地下部分的采收 305
参考文献 306
第9章 三七连作障碍研究方法 308
9.1 植物-土壤反馈效应评价 308
9.1.1 研究背景 308
9.1.2 研究目的 308
9.1.3 仪器设备 309
9.1.4 常用试剂 309
9.1.5 研究方法 309
9.2 三七根系形态学测定 310
9.2.1 研究目的 310
9.2.2 仪器设备 310
9.2.3 研究方法 310
9.3 三七组织培养 310
9.3.1 研究背景 310
9.3.2 研究目的 311
9.3.3 仪器设备 311
9.3.4 常用试剂 311
9.3.5 研究方法 311
9.4 三七生理学测定方法 313
9.4.1 三七根系相关酶活性的测定 313
9.4.2 三七光合参数的测定 314
9.5 三七基因组学研究方法 316
9.5.1 研究背景 316
9.5.2 研究目的 316
9.5.3 研究方法 316
9.6 转录组学 320
9.6.1 转录组的定义 320
9.
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三七连作障碍形成机制及优质生产技术 节选
第1章绪论 中医凝聚着中华民族几千年的健康养生理念及其实践经验，是中华文明的瑰宝。新中国成立以来，我国中医药事业取得显著成就，为提高人民健康水平做出了重要贡献。习近平总书记强调，要遵循中医药发展规律，传承精华，守正创新，加快推进中医药现代化、产业化，坚持中西医并重，推动中医药和西医药相互补充、协调发展，推动中医药事业和产业高质量发展，推动中医药走向世界，充分发挥中医药防病治病的独*优势和作用，为建设健康中国、实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。 优质安全是中药材产业高质量发展的关键问题。中药材产业是国家医药产业的重要组成部分，在经济社会发展全局中具有重大意义。近年来，国家中药材产业发展十分迅猛，据不完全统计，2018年全国中药材种植面积约5406万亩。但是中药材面临品质下降、供应短缺两大难题，特别是优质中药材供应短缺。2019年，《中共中央国务院关于促进中医药传承创新发展的意见》也明确提出了“中药材质量良莠不齐”。中药材是中医药发展的物质基础，只有提供高质量的中药材，才能保证临床用药的有效和安全。因此，生产优质安全的中药材成为中医药产业高质量发展的关键问题。 千百年来药材采挖自深山老林，药效高、药力足，但随着药材需求暴涨，野生药材挖掘殆尽，人工农田栽培模式被广泛采用。长期以来，药材驯化、育种、栽培等取得了卓越成就，然而与农作物相比差距甚大，加之浮躁逐利，存在诸多难题：①生物医药和大健康产品原料绿色发展需求日益迫切，参照传统大田农作物集约化栽培模式生产的中药材原料，其品质有效性和安全性受到社会广泛质疑；②中药材连作障碍严重，另辟新地或毁林开荒种植中药材，不仅严重影响生态环境，而且很多地区因连作障碍中药材面临无地可种的严重局面。引起中药材种植系列重大难题的核心原因是药材种植照搬农业高产模式。现代的农作物品种经上千年遗传改造已经适应配套的高产模式。然而，中药材对病虫害抗性、耐肥品种的选育与农作物相比差距甚远，加之追求高产大肥大水，病虫害严重，农药过量及农残超标问题突出。由于药材农田高产栽培，尤其是化肥、膨大素等化学制品的过量使用，高产与药效呈负相关，高产低质普遍存在。因此，遵循中药材生长发育特性，研发适宜中药材生态种植的绿色模式是保障药效、确保中医健康发展的关键。 1.1中药材产业发展现状 我国中药材的种植有着悠久的历史和深厚的基础。尤其在近30年，随着人们生活质量的提高和健康意识的不断增强，国内外对中药材的需求快速上升，全国药材种植面积也快速扩张，在栽培技术、药材品种、生产方式、规模等方面有了长足的进步。目前，人工种植的药材已占常用药材的三分之一以上。根据国家对中药产业的定位，2020年中医药产业体量已达到3万亿～4万亿，且预计每年将以20%左右的增速发展。据第三次中药资源普查统计，我国中药资源共12807种，其中药用植物11146种，药用动物1581种，药用矿物80种。根据《全国道地药材生产基地建设规划（2018—2025年）》，我国常用中药材600多种，其中300多种已实现人工种养。到2025年，仅全国道地药材生产基地总面积就有2500万亩以上。根据各省（自治区、直辖市）“十三五”规划，2020年全国已有规划面积达7478.5万亩，其中云南2020年规划药材种植面积达1000万亩，贵州达700万亩，陕西、湖南和河南达500万亩。据可统计的19省（自治区、直辖市）中药产值，2020年规划达千亿元的省份就包括吉林、河南、安徽、浙江、江西、云南、湖南和广东。中药材种植业的发展，不仅能促进地方经济发展、改善生态环境，还能促进中医药事业可持续发展。 1.2中药材生产面临的问题 近年来我国中药材的种植面积有了大幅度的增加，产业规模也迅速扩大，但药材资源的利用率较低，市场对中药材需求的缺口仍然很大。另外，由于种植规模的迅速扩大，加之不合理的栽培管理，中药材生产面临一系列问题。 1.2.1中药材规模化种植导致连作障碍严重发生 连作障碍是指在同一块土地中连续栽培同科或同种作物时，即使在正常的栽培管理条件下，也会出现生长势变弱、产量降低、品质下降、病虫害加重的现象（张重义和林文雄，2009）。连作障碍是许多作物生长中的常见现象，也是现代集约农业生产中面临的主要问题之一。常见的粮食作物、园艺作物、瓜果蔬菜，包括小麦、玉米、高粱、大豆、西瓜、黄瓜、草莓、马铃薯、花生等均存在连作障碍（Ogweno and Yu，2006）。同样果树、咖啡、茶树等的种植中也存在连作障碍问题（Chou and Waller，1980；Rice，1984；Caboun，2005；Canals et al.，2005）。连作障碍在药用植物栽培中也是常见的现象，如苍术、地黄、人参、三七、太子参、黄连、当归等（张重义和林文雄，2009）。随着药用植物规范化栽培的推进及种植面积不断扩大，连作障碍已经成为药用植物栽培过程中面临的主要技术瓶颈。 随着市场对中药材需求量的不断增加，中药材连年大面积单一种植的问题更加明显，连作障碍已严重影响中药材的产量和品质。目前生产中主要通过农药施用和轮作来缓解连作障碍，但农药的大量使用不但成本高，而且减轻连作障碍效果不明显，反而导致严重的农药残留和重金属超标等药品安全问题。随着市场对中药材需求量的不断增加和新垦地的减少，种植逐渐从道地产区向非道地产区转移，严重影响药材的道地性和原产地保护。因此，深入研究中药材连作障碍的形成机制及缓解技术是确保药用植物安全生产的关键。 传统药材生长于深山老林和荒郊野外，很少见病虫害暴发危害。但由于市场的巨大需求，农民开始大规模地利用农田集中种植中药材。尤其为了追求产量而采用高密度、单一品种大面积种植及大肥大水的管理方式，导致病虫害发生越来越严重。为了防治病虫害，农民不合理地大量使用农药，尤其是一些禁用农药的违规及不科学使用，导致中药材生产中农药残留严重超标，严重影响着中药材的质量。究其原因，中药材种植病虫害高发是由于大面积单一种植导致农田生物多样性降低。 1.2.3盲目追求高产的栽培方式导致药材质量不佳、药效降低 中药材种植多为农民自发种植，缺乏统一管理，也缺乏统一的技术指导。因此，药农在实际种植过程中常利用其他作物的栽培经验来种植中药材，一味追求产量，导致很多中药材虽然长势很好，产量很高，但药效降低。另外，我国中药材的种植较为分散，没有较大的规模，难以形成统一的市场，多数仍然是以家庭为单位的小面积种植。因此，在中药材选种和育苗上，很多都是处于原始和自然收集状态，种苗的质量不佳，直接导致生产的药材质量降低。同时，缺乏统一管理和技术指导，药材繁殖方式多种多样，如利用茎叶、种子、根茎等，这种多样化的无性繁殖方式也是导致中药材质量下降的重要原因。 1.2.4中药材不规范种植导致污染加重、安全性降低 中药材生产过程中面临着农药污染、重金属污染、环境污染等一系列问题。这些污染严重影响中药材的安全性。农药的使用在给农业和生产者带来巨大利润的同时，也带来很多负面影响。例如，农药的长期广泛使用使作物病虫害的抗药性增强，一些益虫益鸟数量减少，土壤中有益菌群遭到抑制，破坏了自然界的生态平衡。更重要的是农药的残留直接威胁到人类的健康。中药材作为一类经济作物，除一些小品种来源于野生外，其中的大品种和一些野生资源枯竭的品种都是通过种植获得的，所以农药残留问题同样存在。一些地区为提高药材产量，大量使用农药，致使药材农药残留量过高。 中药材农药污染主要来源于以下几种途径。一是药材生产的环境受到污染。药材生长的土壤、水源、大气等的污染是一些高残留性农药污染的主要来源。例如，六六六、滴滴涕在20世纪70年代就被禁用并停止生产，但许多样品中都有检出，这都是药材植株从环境中摄取的。二是药材种植过程中不合理用药及大量滥用农药。三是采收、加工、贮存、运输过程中的污染。例如，用农药、化肥的包装袋来包装药材，运输农药、化肥的车辆未经彻底清洁就运输药材；为防止生虫变质，用农药对库存药材进行熏蒸；药材炮制过程中辅料引入污染等。目前，很多剧毒农药已被我国相关部门明确禁用，即使是一些没有禁用的农药，在使用剂量上相关部门也给予了明确的规定，尤其是对于无公害作物的农药使用量的规定更加严格。但即便如此，在一些病虫害防治技术较为落后的地方，农药的使用剂量仍然难以控制。同时，很多农民为了提高经济效益，常常私自加大农药的使用剂量，严重违背了中药材生产的标准限定，导致出现农药残留超标、药性降低的现象。中药材农药残留污染问题非常普遍，但只被消费者和出口商所重视，而在作为主要污染途径的种植环节却未得到真正重视。 重金属，尤其以铅（Pb）、镉（Cd）、砷①（As）、汞（Hg）、铜（Cu）对人体的危害*大，会造成神经系统、消化系统、造血系统、肝肾功能的损伤，影响细胞的正常代谢。因此，2015版《中华人民共和国药典》规定重金属的检测必须包括Pb、Hg、Cd、As和Cu等。郭兰萍等以《中医药——中药材重金属限量》ISO国际标准为依据，分析了中药材中Pb、As、Cd、Hg四种重金属元素的污染情况，发现超标率分别为3.46%、4.03%、2.91%和1.41%。重金属元素一旦进入人体，由于其半衰期较长，在人体内的含量不断增加后，会诱发各种疾病。因此，重金属的污染不仅影响中药材的入药安全性和中药材本身的治疗效果，且已成为制约中药材走向国际市场的首要问题。 1.3中药材连作障碍形成的原因 1.3.1中药材连作障碍形成的生态学成因 1.中药材单一化大面积种植导致农田生物多样性降低，病虫危害加剧 农业生产的特点是以少数栽培植物及牲畜种类取代了自然状态下的生物多样性，而单一种植模式更使这种简单化达到极致。人为造就的农田耕作系统只能依靠人为的持续干预才能维持其生产力。农业现代化的发展历程，也就是逐步背离自然生态规律的过程。在绝大多数情况下，为了提高产量，只能一味增加农用化学物质的投入。这种生产方式已使人类付出了沉重的社会与生态代价。破坏性的生产方式不仅造成了多种作物病虫草害的频繁暴发，也导致了盐碱化、土壤侵蚀、水资源污染等严重的环境问题。因此，现代农业生态系统的不稳定性也就在所难免。植被多样性是自然景观中的重要组成部分，其生态功能在农作物保护方面发挥着极其重要的作用。因此，以牺牲植被多样性为代价的作物单一种植模式中，病虫草害日益恶化也就是顺理成章的事情。在全世界的农田中，一年生作物农田种植面积占全球农田的91%，其中大多数是小麦、水稻、玉米、棉花和大豆单一种植。这种耕作系统在面对病虫害暴发时抵抗力较弱，暴露了单一农田耕作系统的脆弱。 农作物病害是农业生产上重要的生物灾害，是制约农业可持续发展的主要因素之一。据联合国粮食及农业组织估计，世界粮食生产因植物病害造成的年损失约占总产量的10%。近年来，由于全球性气候反常，在人口数量增加，而耕地面积逐年递减和水资源有限的情况下，为满足人类的粮食需求，少数高产、高抗品种的大面积单一化种植，导致了农业生物多样性的严重降低；同时，野生近缘种的遗传资源也随着改良品种的大面积种植和农业生产模式的改变而逐渐丧失，农业生态系统变得更加脆弱，病害暴发的周期缩短，从而加大了农药的使用量，使得农业生态环境进一步恶化；同时加大了对病原菌群体的定向选择压力，使得稀有小种迅速上升为优势小种，导致了品种抗性“丧失”，主要病害流行周期越来越短，次要病害纷纷上升为主要病害，造成更加严重的经济损失。例如，美国大面积推广Ｔ型胞质雄性不育系配制的杂交种，造成了1970年玉米小斑病的大流行，产量损失15%，造成数亿美元的损失；欧洲大面积推广种植大麦品种‘Plugs Intensive’，导致含毒性基因的小种迅速上升为优势小种，造成大麦白粉病的流行；澳大利亚推广小麦品种‘Eureka’，造成小麦秆锈病的大流行。因此，农业生物多样性的过度丧失已经成为农业可持续发展所面临的主要矛盾和难题
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